基于标准砂轮的立铣刀精确螺旋槽磨削位姿算法研究

为了提高整体式立铣刀螺旋槽结构参数的磨削精度,通过完善螺旋槽轮廓成形计算方法,提出了一种基于标准砂轮的立铣刀精确螺旋槽磨削位姿算法。对螺旋槽磨削过程的砂轮和运动关系进行参数化建模;根据砂轮的运动轨迹计算出砂轮做空间螺旋运动形成的包络面,并由空间包络原理接触条件计算砂轮磨削形成的螺旋槽轮廓方程;根据螺旋槽的前角、芯厚、槽宽参数的几何定义,建立各参数关于砂轮位姿的函数关系;将砂轮位姿求解问题转换成数学优化问题,采用智能算法进行快速求解。通过仿真试验对算法的求解精度和适应性进行了分析,验证了算法的有效性。

基于接触区域自适应调整的圆弧头立铣刀后刀面磨削轨迹精确计算方法

为保证圆弧头立铣刀后刀面的加工精度,提出一种基于接触区域自适应调整的圆弧头立铣刀后刀面磨削轨迹精确计算方法。通过圆弧头立铣刀结构特征分解构建了后刀面的数学模型;通过计算砂轮和后刀面之间的磨削接触区域,自适应修正砂轮姿态,避免磨削干涉,实现了后刀面几何参数控制的准确性和一致性,并保证了曲面的光滑连接。最后,在VC++平台算法模块开发的基础上,通过加工仿真和磨削试验验证了该算法的有效性。

磨削圆柱螺旋槽的砂轮轮廓及位姿快速计算方法

在立铣刀螺旋槽的数控磨削过程中,砂轮的安装位姿对螺旋槽的前角、芯径、槽宽等截形参数影响显著,进而影响刀具的切削性能。精确、高效求解砂轮位姿是螺旋槽磨削工艺的首要任务,目前大多采用迭代的优化计算方法,但存在计算模型的精度与效率不足的问题。基于此对模型进行分析研究,采用一种优化计算新方法,根据芯径形成机理,通过接触原理对砂轮与工件的相对位姿进行运动变换,得到能够预先保证芯径的位姿参数表达式,降低了位姿参数变量维度,从而提高计算效率;同时推导了前角、槽宽的解析表达式,以此为约束,采用数值优化算法可精确计算出砂轮位姿参数。通过仿真与磨削试验对算法进行验证。结果表明,所提算法可以较精确地计算出砂轮位姿参数,相比于预先设计值误差较小,且计算效率比迭代法高,具有较高的工程实用性。

螺旋槽磨削砂轮磨损轮廓模型与位姿补偿算法

立铣刀螺旋槽具有结构多样、精度高等特点,在切削加工中对刀具的切削和排屑都起到了重要的作用,而在立铣刀螺旋槽磨削过程中,由于砂轮的磨损会导致螺旋槽的磨削精度降低,且砂轮的磨损具有不规则性,很难预测砂轮磨损后形状,因此文章针对在砂轮出现磨损后,提出计算磨损砂轮轮廓的方法以及砂轮实际磨损情况的磨削位姿补偿算法。首先,建立螺旋槽磨削过程中砂轮与刀具棒料的运动学模型,并通过补偿前加工的螺旋槽实测轮廓反算出磨损砂轮轮廓;其次,应用解析法重新构建磨损砂轮磨削的螺旋槽形成计算模型;然后,根据螺旋槽前角、芯厚、槽宽等结构参数定义,建立螺旋槽结构参数关于磨损砂轮位姿函数关系式,并通过优化算法进行砂轮位姿补偿求解;最后,通过仿真与实际加工试验,对比分析磨损砂轮位姿补偿前后加工精度,验证算法的有效性。